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·1390·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                  第 35 卷

                                                    2+
                                              2+
            堆积形成致密的双层八面体空隙，Mg 、Zn 、Al                    3+    （市售），Na 2 CO 3 （湖北双环科技股份有限公司），
            形成带正电基本层，层柱阴离子碳酸根和自由水或                             硬脂酸（丰益油脂科技有限公司），月桂酸锌、十二
            结合水分布在双层结构中，形成 Zn-Mg-Al 水滑石                        羟基硬脂酸锌（湖北市菱湖新望化学有限公司），
                [5]
            颗粒 。                                               Mg-Al 水滑石、ZnSt 2 （硬脂酸锌）（邵阳天堂助剂
                 Zn-Mg-Al 水滑石的层板表面具有碱性，能中和                     化工有限公司），十二烷基硫酸钠、聚乙二醇（相对
            吸收 PVC 因热降解而释放的 HCl，消除或抑制 HCl                      分子质量 380～430）、司班 80（化学纯，国药试剂
                                                       2–
            对 PVC 热降解的自催化作用，层间阴离子 CO 3 也                       有限公司），PVC 树脂（新疆中泰化学股份有限公
                   –
            可与 Cl 进行离子交换，抑制 PVC 自催化分解、提                        司，SG-5），PVC 树脂（天津大沽化工股份有限公
            高 PVC 热稳定性。根据现有文献报道，Zn-Mg-Al                       司，SG-3），ACR（丙烯酸酯）（上海氯碱化工股份
            水滑石抑制 PVC 的初期着色能力比传统的 Mg-Al                        有限公司），CPE（氯化聚乙烯）（淄博济维泽化有
                                                     [6]
            水滑石好，但其长期热稳定性能会略有下降 。彭                             限公司），TiO 2 （钛白粉）（湖南永利化工股份有限
                 [7]
            召林 采用并流共沉淀法，在反应体系中加入质量                             公司），DOP（邻苯二甲酸二辛酯）（广东省四会市
            分数 3%~8%的硬脂酸钠为表面改性剂，制备了硬脂                          大沙友联涂料化工厂），CaCO 3 （轻质碳酸钙）（江
            酸钠改性 Zn-Mg-Al 水滑石,发现其能较好地抑制                        西辰宇粉体制品有限责任公司），均为工业级。
                                  [8]
            PVC 的初期着色。王凯 等通过静态烘箱老化实验                               RM-200A 型转矩流变仪（哈尔滨哈普电气技术
            发现，磷酸二氢根插层 Zn-Mg-Al 水滑石抑制 PVC                      有限公司）；JS-3011 型双辊塑化机（江森仪器设备
            的初期着色能力优于碳酸根插层 Zn-Mg-Al 水滑石。                       机械有限公司）；NH300 型电脑色差仪（深圳市三
            范惠 琳    [9]  等通 过离子交 换法合成 硼酸根插 层                   恩驰科技有限公司）；WJL-628 型激光粒度分析仪
            Zn-Mg-Al 水滑石，并将其加到软质 PVC 中进行共                      （上海仪电物理光学仪器有限公司）。
            混改性，明显提高了软质 PVC 的热稳定性能。刘庆                          1.2   合成
                                                                                 2+
                                                                            2+
                                                                                          3+
                                                                                                        2+
            丰 [10] 等用烷基化聚酯改性 Mg-Al 水滑石，发现改性                        按照 n(Zn +Mg ) ︰ n(Al )=2 ︰ 1 ， n(Zn ) ︰
                                                                   2+
            水滑石与钙或锌热稳定剂并用，能大幅度提高 PVC                           n(Mg )= 1︰3，取 18.98 g MgCl 2 ·6H 2 O(0.09 mol)
            树脂的热稳定性。潘海涛            [11] 等采用还原法制备十二             和 9.10 g ZnSO 4 ·7H 2 O (0.03 mol)混合，加水配成
                                                                                                  3+
            烷基硫酸钠改性 Mg-Al 水滑石，通过 XRD、FTIR、                     120 mL 盐溶液 A；取 6.20 g NaAlO 2  (Al 物质的量为
            SEM 和 TG 表征发现，十二烷基硫酸钠能够有效改                         0.06 mol)、6.20 g Na 2 CO 3 和 13.13 g 液碱混合，加水
            性 Mg-Al 水滑石，并能提高其热稳定性。目前，关于                        配成 120 mL 碱溶液 B。开启机械搅拌（搅拌速度为
            水滑石作为 PVC 热稳定剂的报道主要集中在工艺参                          280~300 r/min），通过蠕动泵（滴速 3014 µL/min）
            数优化    [12-16] 、层板阳离子和插层阴离子种类           [17-20] 、  将盐溶液 A 和碱溶液 B 以相同的速率同时滴入含 80
                     [6]
            粒径调控 等方面。然而，关于表面改性剂种类对                             mL 水的三口圆底烧瓶中，保持反应温度 75~80 ℃。
            水 滑石热 稳定 性能影 响的 报道较 少， 现有 的                        溶液滴完后，混合液的 pH 保持稳定，维持在 pH＝
            Zn-Mg-Al 水滑石热稳定剂一般以硬脂酸盐、阴离子                        9~10，并搅拌 30 min，然后加入质量分数 6%（以
            型表面活性剂、硅酸酯和铝酸酯等偶联剂作为表面                             Zn-Mg-Al 水滑石的质量计）的聚乙二醇表面改性
            改性剂    [21-22] 。                                   剂，搅拌 45 min。将混合液倒入晶化釜中，在 120 ℃
                 为了进一步提高改性 Zn-Mg-Al 水滑石抑制                      晶化 17 h，然后，过滤，洗涤至中性，干燥，研磨，
            PVC 的初期着色及长期热稳定性能。本文采用工业                           得到表面改性的 Zn-Mg-Al 水滑石。不同改性剂制
                                                               得 Zn-Mg-Al 水滑石的过程同上，只需改变表面活
            上常用的共沉淀法制备改性 Zn-Mg-Al 水滑石，考
                                      2+
                                           2+
            察了表面改性剂种类及 Zn /Mg 物质的量比对                           性剂的种类。
                                                               1.3   性能测试
            PVC 热稳定性能的影响。这对于 Zn-Mg-Al 水滑石
                                                                   采用转矩流变仪测试改性 Zn-Mg-Al 水滑石对
            热稳定剂的工业生产具有一定参考价值。
                                                               PVC 混料的动态初期热稳定性，即评价试料动态颜
            1    实验部分                                          色保持的稳定性       [23] ，以及 PVC 长期动态热稳定时
                                                               间。测试后，PVC 流变样品通过色差仪进行颜色评
            1.1   试剂与仪器                                        价。转矩流变仪的一区、二区、三区温度设置为
                                                               190 ℃，转子的转速为 35 r/min，PVC 树脂混料投入
                 MgCl 2 ·6H 2 O（MgCl 2 质量分数为 46%）、NaAlO 2
            （Al 2 O 3 质量分数为 48.9%）、液碱（NaOH 质量分                 量为 62 g  （其中，热稳定剂 1.51 g）。转矩流变实
            数为 32%）、ZnSO 4 ·7H 2 O（Zn 质量分数为 21.4%）             验的基础配方是：46.5 g PVC(SG-5)、8.6 g CaCO 3、
   137   138   139   140   141   142   143   144   145   146   147